KR20070083615A - 이동 위성 애플리케이션을 위한 평면 안테나 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위성 이동 통신용 마이크로스트립 안테나(1)에 관한 것이다. 마이크로스트립 안테나는: 하나 이상의 개구부(7)를 가지는 제 1 전기 전도성 접지 평면(4)과; 하나 이상의 패치 복사 소자(2)와; 상기 제 1 전기 전도성 접지 평면과 패치 복사 소자 사이에, 보다 구체적으로는 상기 하나 이상의 개구부와 상기 패치 복사 소자 사이에 배치된 하나 이상의 제 1 절연막(L2)과; 비접촉 방식으로 상기 패치 복사 소자로부터 상기 개구부를 통해 신호 에너지를 공급하는 하나 이상의 급전 라인(6)과; 그리고 상기 급전 라인과 상기 제 1 전기 전도성 접지 평면 사이에 배치된 제 2 절연막(L3)을 포함하되, 상기 안테나는 제 2 접지 평면(8)과, 상기 제 2 접지 평면 및 상기 급전 라인 사이에 배치된 제 3 절연막(L4)을 더 포함한다.

Description

이동 위성 애플리케이션을 위한 평면 안테나{Planar Antenna For Mobile Satellite Application}

본 발명은 자동차 위성 시스템을 이용하는 운송 수단용 자동차 애플리케이션를 위한 안테나에 관한 것이다. 구체적으로, 수평선 위쪽으로 낮은 고도 각의 범위에서 높은 방향성을 가지는 원뿔 모양의 복사 패턴을 가지는 마이크로스트립 급전 고리형 패치 안테나에 관한 것이다. 이러한 종류의 안테나는 일반적으로 위성 통신을 위한 자동차-상면 안테나로 설계된다. 본 발명은 다중 시스템 안테나에 관한 것이다.

최근에, 운송 수단(자동차, 항공기 등...)을 위한 서비스에 기반한 새로운 위성이 서비스를 시작하고 있다. 이러한 서비스는 위성 통신이나 GPS(global positioning system)와 같은 많은 애플리케이션를 포함한다. 컴팩트 안테나(일반적으로 운송 수단의 상면에 배치됨)는 트래픽(traffic) 및 긴급 또는 보안 정보 데이터와 함께 이러한 종류의 서비스를 수신하는 데 필요하다. 이러한 서비스는 서로 다른 주파수에서 동작할 뿐 아니라, 안테나로부터의 복사 패턴 필요조건이 다를 수 있다. 예를 들어, 유럽 위도(European Latitudes)상 20도(°)와 60도 사이의 고도에서 안테나 빔 포인팅(antenna beam pointing)을 필요로 하는 지구 정지 궤도상에 있는 위성 시스템을 거쳐 원거리 통신이 제공되는 반면, GPS는 천정 고도에서 안테나 빔을 필요로 한다.

효과적인 운송 수단용 프런트 엔드(front-end)의 개발에는 바람직한 고도 각에서의 높은 방향성, 평면 프로파일(profile), 경량, 저 비용 및 곡선 표면을 가지는 안테나를 필요로 한다.

전 방향성(omnidirectional) 안테나를 사용하는 솔루션(solution)은 저 이득으로 인해 고려 대상이 되어서는 안 된다. 위성 추적을 위한 위상 어레이를 이용하는 다른 솔루션도 역시 표준 사용자 터미널로는 너무 비싸므로 고려되어서는 안 된다. 운송 수단 용 휴대용 애플리케이션를 위한 안테나의 프런트 엔드 회로의 개발을 위해 가장 적합 종류의 안테나는 의심할 여지 없이 인쇄된 안테나이다.

사용자 터미널 안테나를 위한 필요 조건은 관련 공간 세그먼트(segment)에 정확하게 의존한다. 몇몇 현존하는 그리고 예견된 서비스가 지구 정지 궤도상에 있는 공간 세그먼트에 근거하며, 이는 중간 이득(2-3에서 6-7dBi)을 가지는 사용자 세그먼트 안테나를 필요로 한다. 이와 같은 애플리케이션을 위한 일반적인 사용자 세그먼트 안테나는 두 개의 주요 서브 셋(subset), 즉 저위도와 고위도로 나뉜다. 저위도 애플리케이션은 수직 방향의 광폭 빔 포인팅(wide beam pointing)을 가지는 안테나를 필요로 하며, 이러한 설계에는 특정한 어려움이 없다. 고위도에서, 지구 정지 궤도상에 있는 위성이 66도 다운(down)에서 22도 사이의 고도 각에서 관측된다. 이 경우에, 이동 애플리케이션을 위한 사용자 안테나가 약 45도의 고도 각에서 최대 방향성을 가져야 한다. 그리고 이들은 방위각 면에서 전 방향성이어야 한다. 다르게 표현하면, 이러한 사용자 안테나는 원뿔 형 복사 패턴을 가져야 한다.

원뿔 형 복사 패턴을 발생하는 인쇄된 안테나는 위성 이동 시스템을 위한 평면 사용 터미널 안테나의 설계시 매우 주목 된다. 높은 모드에서 진동하는 원형 및 고리형 패치가 이러한 복사형 패턴을 획득하는 데 기여한다.

종래 기술에 따른 솔루션이 미국특허 출원 2003/0210193에 기술된다. 이는 로우-프로파일 디스크-모양 두 개의 안테나 어셈블리(100)에 관한 것이며(도 10에 도시), 제 1 원형 편파 링 안테나(a first circular polarization ring antenna)와 링 안테나 내부에 동심으로 배치된 제 2 선형 모노폴 안테나를 포함한다. 안테나 어셈블리(100)는 중심 축을 가지는 실린더 형 부피(volume)를 채운다.

링 안테나는 작용의 제 2 차 모드(TM21)를 위해 조절(tune)된 금속 공진 링(101)을 포함하며, 이는 금속 급전 포스트(metal feed post, 103) 및 이에 직렬 연결된 커패시터(104)에 의해 전기가 공급된다(급전된다). 공진 링(101) 하에서 저-절연 플라스틱이나 절연 링(107)을 배치함으로써, 링 안테나가 절연되게 배치되어 물리적 크기를 줄인다. 모노폴 안테나는 두 개의 금속 포스트(105)를 포함한다. 이는 중심 축의 반대 측면 상에 간격을 두며, 상단 금속 디스크(106)에서 지지한다. 급전 포스트(103)를 위한 기계적인 지지와, 금속 모노폴 포스트(105) 및 금속 접지면(109)이 PCB(108)에 의해 제공된다.

링 안테나와 모노폴 안테나는 안테나 어셈블리(100)의 평평한 상단 표면에 수직으로 확장하는 원뿔 형 패턴의 축을 가지고 원뿔 형 복사 패턴으로 신호를 발생한다. 여기서, 안테나 어셈블리(100)는 금속 공진 링(101)과 금속 디스크(106)를 포함한다.

미국 특허 출원 2003/0210193에는 몇몇 단점이 있다. 첫째로, 이전에 설명한 바와 같이, 위성 이동 통신 용 사용자 터미널 안테나에 가장 필요한 것 중 하나가 바람직한 고도 각(예, 20도와 60도 사이)에서 바람직한 지역(예를 들어 약 40-45도) 내에 집중된 원뿔 형 복사 패턴을 가지는 안테나이다. 미국 특허 출원 2003/0210193 에 나타낸 안테나 어셈블리에서, 링 안테나와 모노폴 안테나는 금속 급전 포스트(103, 105)를 거쳐 여자된다(excite). 여기서, 금속 급전 포스트는 접지 평면(109)과 대응하는 복사 소자(101, 106) 사이에서 확장한다.

이러한 금속 급전 포스트가 원뿔 형 복사 패턴 내로 파장을 일으킨다는 것이 본 발명의 범위 내에서 도시된다. 결과적으로 패턴은 이론적으로 기대하는 바에 비해 덜 균일하며, 더구나 복사 진폭이 감소한다. 따라서, 결과적으로 안테나가 비효율적이다.

나아가, 자동차 상부 애플리케이션에서 이러한 안테나를 장착하는 목적은, 자동차 상부 물질이 유리냐, 금속이냐 또는 플라스틱이냐에 따라 안테나 어셈블리의 작용이 자동차 상부 물질에 의해 크게 영향을 받기 때문이다. 또한, 평면인지 굴곡이 있는지 또는 어떤 가능한 형태이냐에 따라 자동차 상부 설계에 영향을 받는다. 미국 특허 출원 2003/0210193에 포함된 안테나는 접지 평면 의존성을 가지므로, 안테나 복사 패턴이 금속 받침대(pedestal)를 이용하여 조절되어야 한다.

본 발명의 목적은, 어떤 유형의 이동하는 지지 구조물에 매우 인접하게 또는 접촉하도록 배치되며, 만족할 만큼 효율적인 균일한(homogenous) 원뿔 형 복사 패턴을 가지는 낮은 프로파일의 안테나 어셈블리를 제공함으로써, 위에 언급한 결점을 극복하기 위한 것이다.

상기 언급한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 청구범위 제 1 항에 따른 안테나 어셈블리를 제공한다. 따라서, 패치 복사 소자로 또는 소자로부터 호 에너지를 비접촉 방식으로 개구부를 통해 제공하는 급전 라인을 이용하여 더 균일한 원뿔 형 복사 패턴을 획득할 수 있다. 그럼에도, 결합력이 적은 콘택트가 제 1 접지 평면과 연결된 금속 받침대의 사용을 방해한다. 따라서, 추가 거품막이나 공기막을 제 2 접지 평면과 함께 배치하는 구조가 추가로 제공된다. 이는 안테나 어셈블리가 장착되는 운송 수단 지지 구조물에 의한 영향을 현저하게 줄이며, 운송 수단과 안테나 어셈블리 사이의 최소 필요 거리를 감소하도록 한다.

다른 유리한 특성들이 종속항에 포함된다. 예를 들어, 특정 절연막의 사용으로 낮은 고도 각에서 최적화된 복사(radiation)가 이루어지도록 하고 나아가 안테나의 크기를 감소시킨다. 또한, 패치 복사 소자에 연결된 급전 라인 슬롯을 이용함으로써, 종래 기술에 따른 전기 공급 포스트에 의해 여자되는 것과 비교할 때, 안테나 대역폭이 감소된다.

나아가, 특정 슬롯 배치를 이용함으로써, 원형 편파가 특히 효율적이 된다.

본 발명의 다른 목적은 여러 위성 이동 시스템 애플리케이션의 요구 사양을 동시에 만족시킬 수 있는 운송 수단용 터미널을 위한 다기능 평면 안테나를 제공하는 것이다.

이러한 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 청구범위 제 19 항에 따른 다중 시스템 안테나 어셈블리를 제공한다. 이 발명의 사상은 구체적으로 링의 중심 부분 및/또는 외부 주변부에 의해 좌측으로 이동된 공간을 사용하여 추가 구성 요소를 집적하는 것을 포함하며, 이에 따라 크기 및 생산 비용을 추가하지 않고도 서로 다른 시스템에 접속할 수 있도록 한다.

이러한 다중 시스템 안테나 어셈블리의 유리한 특징들이 종속 청구항에 포함된다.

도 1A는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다.

도 1B는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 상면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예의 제 1 변형 예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 제 2 변형 예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 제 3 변형 예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다.

도 5는 복사 소자를 향하는 슬롯의 배열을 나타내는 상면도이다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예 따라 안테나 어셈블리를 간단히 나타낸 단면 도이다.

도 7은 본 발명의 이전 실시예 중 어느 하나에 따라 제 1 다중 시스템 안테나 어셈블리를 간단히 나타내는 상면도이다.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제 2 다중 시스템 안테나 어셈블리의 단면도를 나타내는 상면도이다.

도 9A-9B는 절연 기판의 서로 다른 가능한 형태를 나타내는 도면이다.

도 10A-10C는 슬롯의 서로 다른 가능한 형태를 나타내는 도면이다.

도 11은, 상기한 바와 같이, 종래 기술에 따른 두 개의 안테나 어셈블리를 나타내는 3차원 도면이다.

먼저, 도면들은 이 명세서에서 이하에 설명될 여러 실시예들을 표현하기 위한 것이며, 여러 다른 안테나 어셈블리의 단면도는 동일한 도면 내에 동일한 크기로 표현될 필요가 없는 서로 다른 여러 막들로 나뉜다는 것을 주의하여야 한다.

다음 실시예에서, 안테나 어셈블리는 2차 모드(TM21)에서 우선적으로 공진하는 위성 이동 통신을 위한 마이크로스트립 패치 안테나이며, 결과적으로 계산된 복사 패턴이 출판물(제목:" 원형 마이크로 안테나로부터의 원형 편파 원뿔 형 패턴", IEEE 트랜잭션 및 안테나 전파, vol. AP-32, No. p, 1994년 9월)에 상세히 기술된다. 이는 이 명세서에 참조문헌으로 포함된다.

도 1A는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 안테나 어셈블리를 간단히 나타내는 단면도이다. 구조의 면에서, 안테나 어셈블리(1)는 바람직하게는 중심축(D)과 높이를 가지는 얇은 디스크-모양 또는 실린더 형 부피를 채우며, 이는 각각 원형 또는 링 모양의 연속적인 막들로 나뉠 수 있다.

도 1A의 상부로부터 하부 방향으로 내려가면서, 안테나 어셈블리(1)는 고리형 패치 복사 소자(2)를 포함하며, 이는 제 1 막(L1)을 형성하는 원형 에폭시 필름 상에 인쇄되거나 식각되는 것이 바람직하다. 에폭시 필름은 패치 복사 소자(2)를 전체 안테나 어셈블리에 고정한다. 원형 에폭시 필름(L1)은 플라스틱 물질에 의해 형성된 제 1 절연 기판 막(L2) 상에 붙여진다. 원형 에폭시 필름(L1)은 생략될 수 있으며, 이때 패치 복사 소자(2)는 직접 플라스틱 막(L2) 상에 부착된다. 도 1A에 도시된 실시예에 따르면, 플라스틱 막(L2)은 링 모양이고, 디스크-모양의 간극(void, 3)이 중간에 위치한다. 그러나 이하에서, 도 9A-9B를 참조하여 기술될 바와 같이, 얇은 플라스틱 막(L2)은 그 작용을 변경하도록 다른 모양을 가질 수 있다.

제 1 절연막(2) 하부에는, 제 2 절연막(L3)이 존재한다. 제 2 절연막(L3)은 일반적으로 PTFE라 불리는 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene)으로 만들어진다. 이러한 제 2 절연막(L3)은 양쪽 면에서 금속화된다. 상부 금속성 면(4)은 제 2 절연막(L3)으로부터 제 1 절연막(L2)을 분리하며, 이는 안테나 어셈블리(1)를 위한 제 1 전기적 전도성 접지 평면(4)으로 사용된다. 하부 금속 표면(5)은 안테나의 마이크로스트립 회로를 지탱하는 데 사용된다. 마이크로스트립 회로는 라인(6)과, 커플러(도시되지 않음)와, 활성 소자(도시되지 않음) 등을 포함 한다. 마이크로스트립 회로를 형성하는 서로 다른 소자들(이는 특정한 바람직한 애플리케이션에 따라 설계된다)이 이 발명이 속하는 분야의 당업자에게 잘 알려져 있다. 따라서, 이하에서 상세히 설명되지 않을 것이다. 금속성 면(4, 5) 각각은 하나 이상의 개구부(7, 바람직하게는 슬롯)를, 그리고 하나 이상의 마이크로스트립이나 급전(feed) 라인(6)을 가지는 마이크로스트립 회로를 식각하는 데 사용될 수 있다.

제 1 절연막(L2)이 개구부(7)와 패치 복사 소자(2) 사이에 배치되며, 급전 라인(6)이 신호 에너지를 비접촉 방식으로 개구부(7)를 거쳐 패치 복사 소자(2)로 또는 패치 복사 소자로부터 제공된다.

상술한 바와 같은 이러한 어셈블리는 위성 이동 통신을 위한 마이크로스트립 패치 안테나를 형성하며, 이는 자동차 상부 애플리케이션에 배치되도록 설계된다. 그러나, 이러한 안테나 어셈블리(1)가 자동차 상부 물질과 모양에 의해 강하게 영향을 받는다는 것이 본 발명의 내에 명시되었다. 자동차 상부에 배치된 이러한 안테나 어셈블리의 작용은, 자동차 상부 물질이 금속이냐, 유리냐 또는 플라스틱인지에 따라 그리고 자동차 상부 모양이 평평하냐 커브 형태냐에 따라 매우 달라진다. 따라서, 슬롯 연결 안테나 어셈블리의 균일한 작용을 위해, 25밀리미터 이상의 공간이 안테나와 자동차 상부(car-top) 사이에 제공될 것이 필요하다. 물론, 이러한 공간의 필요성은 자동차 제조자에게는 달갑지 않은 사항이다. 따라서, 안테나와 자동차 상부 사이의 공간 요구를 없애기 위해, 공기나 거품 막과 같은 제 3 절연막(L4)이 제공되며, 그 하부에 후방 보호 플레이트(back shielding plate)로 동작하는 제 2 접지 평면(8)이 배치된다. 제 2 접지 평면(8)에 관련된 제 3 절연막(L4) 은 자동차 상부에 직접 안테나 어셈블리를 배치하거나 내부에 포함될 수 있도록 한다.

도 1B는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 상면도이다. 명확성을 위해, 도 1A의 안테나의 일부 막만을 표현한다.

제 1 절연 기판(L2, 도시되지 않음) 상부에 배치된 에폭시 필름(L1)에 의해 지지되는 고리형 패치 복사 소자(2)를 다시 고려한다. 이전에 설명한 바와 같이, 제 1 전기 전도성 접지 평면(도시되지 않음)은 하나 이상의 개구부(7)를 가지며, 이는 슬롯 모양이고 일부분 이상의 영역에서 고리형 패치 복사 소자(2)와 접한다. 따라서, 하나 이상의 급전 라인(6)이 고리형 패치 복사 소자(2)에 슬롯-연결된다.

두 개의 원형 편파(CP)(즉, 좌측 및 우측 원형 편파)를 얻기 위해, 패치 복사 소자를 따라 위치한 두 개의 여자된(excited) 포인트가 필요하다. 따라서, 전기 전도성 접지 평면은 바람직하게는, 두 개의 슬롯(7)과 그 하부에 두 개의 마이크로스트립 라인(6)을 포함한다. 마이크로스트립 라인은 혼성 결합기(hybrid coupler)를 통해 전력을 공급받는다. 좌측 및 우측 원형 편파를 획득하기 위해 슬롯(7)이 각을 이루도록(angularly) 이동된다. 슬롯(7)은 중심 축(D)과 135도의 각을 형성하도록 고리형 패치(2)를 따라 배치되는 것이 바람직하다. 그러나 45도의 각을 이루도록 두 개의 여자된(excited) 슬롯을 포인팅 함으로써 두 개의 원형 편파(polarization)가 획득된다. 그럼에도, 원뿔 형 빔은 덜 균일할 수 있으며, 바꿔 말하면 복사 패턴의 원뿔 형 절단을 따라 방향성 레벨에 리플(ripple)이 나타날 것이다. 나아가, 방위각에서 복사 패턴의 균일성을 최적화하기 위해, 슬롯이 원형의 접지 평면상에 식각되는 것이 바람직하다. 네 개의 슬롯 변형 예들이 가능하다. 여분의 두 개의 슬롯이 이후에 중심 축(D)에 대해 대칭적으로 배치된다.

다시 도 1A를 참조하면, 대역폭과 안테나 효율을 증가시키기 위해, 상대적으로 두꺼운 절연막(L2)이 고리형 패치 복사 소자(2)와 전기 전도성 접지 평면(4) 사이에 사용되어야 한다. 제 1 실시예에서, 이러한 막(L2)이 플라스틱 링으로 구성되거나, 예를 들면, 6밀리미터 플라스틱으로 만들어진 디스크로 구성될 수 있다. 이러한 플라스틱 막 상에, 패치가 인쇄되거나 식각된 에폭시 필름(L1)이 부착될 수 있다.

긴 슬롯(7)이 마이크로 라인(6)으로부터 패치 복사 소자(2)로 에너지를 전달하는 데 필요하다. 표준 직사각 슬롯에 대해 필요한 크기가 고리형 패치(2)의 폭보다 클 수 있다. 고리형 패치(2)는 여자 포트(즉, 슬롯) 사이에 결합 레벨을 증가시킨다. 따라서 원형 편파(polarization)의 질이 감소할 수 있다.

따라서, 이러한 문제를 피하기 위해, 일부 슬롯(7)이 고리형 패치 복사 소자(2)와 완전히 접하도록 접힌다. 일부 가능성 있는 설계 형태가 도 10A-10C에 도시된다.

이하에서, 상술한 제 1 실시예의 바람직한 예시에 따라 서로 다른 막(L1-L4)의 높이를 가지는 어레이가 주어진다. 또한 각 막의 절연 상수(Dc, 또는 유전율)이 이하에 주어진다.

막	물질	두께(mm)	Dc
1	에폭시	0.1	4.4
2	플라스틱	6	2.3
3	PTFE	0.5	2.49
4	거품(또는 공기)	5	1.05

이러한 제 1 예시에 따르면, 안테나의 전체 높이나 두께가 매우 얇다. 그러나, 절연 기판의 절연 상수(막 (L1, L2)에 의해 형성됨)는 2 보다 크다.

도 1B에 도시된 반지름(R1, R2, R3, R4)은 링 절연막의 외부 반지름(R1)과, 고리형 패치의 외부 반지름(R2)과, 고리형 패치의 내부 반지름(R3)과 절연막(R4)의 내부 반지름과 각각 대응한다. 반지름(Ri)은 중심 축과 슬롯의 중심점 사이의 거리이다. 바람직하게는, 지름(반지름(R2)의 두 배에 대응함)이 바람직한 애플리케이션에서의 파장의 절반보다 조금 크다.

균일한(homogenous) 거품 막 상에 구현된 유사한 설계에 관하여, 안테나의 지름 크기가 약 30% 감소할 수 있으며, 60%의 두께 감소가 있을 수 있다. 따라서, 이러한 제 1 실시예의 주요 이점은, 제 2 및 제 3 실시예에 관하여 이하에 기술된 다음의 솔루션보다 조금 덜 효율적이긴 해도, 안테나의 높이가 매우 얇다는 것이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예의 제 1 변형 예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다. 도 1A와 공통인 모든 소자들에 관하여 더이상 상세히 설명되지 않을 것이다.

이전에 기술된 제 1 실시예와 제 2 실시예 사이의 주요한 차이점은 고리형 패치 복사 소자(2)와 전기 전도성 접지 평면(4) 사이에 배치된 절연 기판에 달려있다. 실제로 제 2 실시예에서, 서로 다른 특성의 물질들로 이루어지며 중간에 삽입된 절연막(L21, L22)에 근거한 절연 기판이 제공된다. 서로 다른 유전율과 두께를 가지는 절연막(L21, L22)으로 이루어진 AD-HOC 구성물은 고리형 패치 복사 소자(2) 와 제 1 접지 평면(4) 사이의 절연 기판의 유전율을 통합하도록 한다. 따라서, 안테나의 크기와 이의 성능이 최적화된다.

이전 연구들은, 고 유전율 기판의 사용이 이러한 안테나의 크기를 줄이고 원뿔 형 빔의 경사각에 영향을 미친다는 사실을 보여준다. 이러한 접근법의 단점은 고 유전율 기판의 사용이 안테나 효율을 눈에 띄게 줄인다는 것이다. 높은 차순(order)의 모드에서 원형 패치의 복사 미케니즘의 분석은, 자유 공간 파장을 가지는 안테나의 물리적 크기의 불량 조합과 함께 절연체 조합의 손실이 안테나의 성능을 매우 저하하는 결과를 낳는다.

제시된 예시에서, 절연 기판이 플라스틱으로 이루어진 제 1 막(L21)과 기포나 공기로 이루어진 제 2 막(L22)으로 형성된다. 이후에, 절연 기판의 결과적인 절연 상수는 바람직한 값으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 1과 2 사이에 존재하는 절연 기판의 절연 상수에 대해 좀 더 효과적인 안테나가 본 발명의 범위 내에서 도시된 도시된다. 2보다 큰 절연 상수를 가지는 플라스틱 막과 1에 가까운 절연 상수를 가지는 거품 막에 대하여, 1과 2 사이의 절연 기판의 절연 상수가 절연막(L21, L22)의 높이를 변경함으로써 획득될 수 있다.

도 5는 고리형 패치 복사 소자를 향하는 슬롯 배열을 나타내는 도 2, 3, 4의 상면도를 개략적으로 나타낸다. 이와 같은 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 슬롯은 고리형 패치의 중앙에 일직선이 아니게 배치된다. 그러나, 내부 주변 회로로 이동될 수 있다. 안테나 매칭은 고리형 패치를 따라 슬롯을 이동시킴으로써 조절될 수 있다. 그럼에도, 양쪽 회로 편파의 수신을 최적화하기 위해 135도의 각을 유지하는 것이 중요하다.

반지름(R1, R2)은 고리형 패치의 외부 및 내부 반지름에 각각 대응한다. 반지름(Ri)은 중심 축(D)에 대한 슬롯을 평균 반지름에 대응한다. 바람직하게는, 반지름(R2)이 바람직한 파장의 4분의 1보다 조금 크다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 제 2 변형 예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다. 도 2에 관하여, 안테나 어셈블리의 새로운 소자들만 이하에서 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 안테나 어셈블리와의 주요 차이점은 고리형 패치 복사 소자(2)와 전기 전도성 접지 평면(4) 사이에 제 1 절연 기판이 배치된다는 것이다. 제 2 변형 예에서, 제 1 절연 기판은 세 개의 막(L21-L23)에 의해 구성된다. 접지 평면(4)과 고리형 패치(2)에 식각된 슬롯(7, 하나만 도시됨) 사이에, 하나의 거품 막(L22)이 에폭시나 플라스틱으로 이루어진 두 개의 막(L21, L23) 사이에 배치된 샌드위치 구조(sandwich)가 존재한다. 발명의 예시에서, 고리형 패치가 플라스틱(L21)의 막 상에 직접 식각되나, 얇은 에폭시 필름상에 식각될 수도 있다.

도 2에서와 마찬가지로, 안테나 효율이 1과 2 사이인 절연 기판(L21-L23)의 절연 상수에 대해 증가한다. 이러한 절연 상수는 절연막(L21, L22, L23)의 높이를 변화하여 획득할 수 있다.

이하에, 본 발명의 제 2 변형 예의 바람직한 예시에 따라, 서로 다른 막들(L21-L23)의 크기를 가지는 어레이가 주어진다. 또한, 유전율이라고도 불리는 절연 상수(Dc)가 각 막에 대해 주어진다.

막	물질	두께(mm)	Dc
21	에폭시 또는 플라스틱	0.8-5	4.4 또는 2.3
22	거품(또는 공기)	0.5-5	1.05
23	에폭시 또는 플라스틱	0.8-5	4.4 또는 2.3
3	PTFE	0.5	3.0
4	거품(또는 공기)	10	1.05

균일한 거품 막에 구현된 유사한 설계에 관하여, 안테나의 지름 크기가 약 20% 감소할 수 있으며, 두께가 약 45% 감소할 수 있다. 특히, 이러한 다중막 절연 기판이 낮은 고도 각과 이전 복사 빔보다 넓은 복사 빔에 대한 고리형 패치의 크기 감소를 최적화하도록 한다. 절연 상수에 대한 유효 실험값은 1.7과 1.9 사이에 포함된다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예의 제 3 변형 예에 따라 안테나 어셈블리를 간략히 도시한 단면도이다. 이러한 제 3 변형 예가 고리형 패치 복사 소자(2)와 전기 전도성 접지 평면(4) 사이에 배치된 제 1 절연 기판의 다른 변형이다. 이와 같은 제 3 변형 예에서, 서로 다른 막의 높이를 이용하여 조절 가능한 절연 상수를 가지며, 복사 패턴의 관점에 보다 균일한 작용을 하는 절연 기판을 획득하기 위해, 이러한 절연 기판에는 5개의 막(L21-L25)이 제공된다. 바람직한 예시에서, 고리형 패치는 플라스틱 막(L21) 상에 바로 식각된다.

따라서, 접지 평면(4)과 고리형 패치(2)의 슬롯(7, 하나만 도시됨) 사이에, 세 개의 플라스틱 막(L21, L23, L25)과 두 개의 거품 막(L22, L24)으로 이루어진 샌드위치 구조물이 존재한다. 각 거품 막은 플라스틱으로 이루어진 두 개의 막 사이에 삽입된다. 이러한 복합 절연 기판은 안테나의 성능을 추가로 최적화하거나 그 크기를 추가로 줄이도록 구현될 수 있다.

상술한 제 2 변형 예의 바람직한 예시에 따르면 서로 다른 막(L21-L25)의 크기를 가지는 어레이가 이하에 주어진다. 또한, 유전율이라고도 불리는 절연 상수(Dc)가 각 막에 대해 이하와 같이 주어진다.

막	물질	두께(mm)	Dc
21	플라스틱	1.8	2.3
22	거품(또는 공기)	1	1.05
23	플라스틱	1.8	2.3
24	거품(또는 공기)	1	1.05
25	플라스틱	0.8	2.3
3	(PTFE)	0.5	3
4	거품(또는 공기)	5	1.05

도 3과 관련하여 기술된 솔루션에 관하여, 안테나 지름이 약 10% 작으며, 이의 두께가 약 30% 작다. 특히, 이러한 다중막 기판은 낮은 고도 각을 위해 최적화된 고리형 패치 크기를 가지도록 하며 또한 이전 것에 비해 더 넓은 복사 빔을 가지도록 한다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예 따라 안테나 어셈블리를 간단히 나타낸 단면도이다. 제 3 실시예에서, 두 개의 제 1 실시예와 주요하게 다른 점은 슬롯 연결되는 대신 고리형 패치에 전기자기적으로 연결되는 급전 수단이다.

안테나 어셈블리(1)의 꼭대기로부터 아래로, 고리형 패치 복사 소자(2)를 살펴본다. 이는 얇은 에폭시 필름(도시되지 않음, 제 1 실시예의 막(L1)에 대응함)상에 식각되거나 제 1 절연 기판의 플라스틱 막(L21) 상에 식각된다. 제 1 절연 기판은 둘 이상의 막(L21-L23)을 포함한다. 나타낸 예시에서, 절연 기판이 둘 이상의 플라스틱 막(L21, L23) 사이에 배치된 에폭시 또는 에폭시와 거품 막(L22)의 샌드 위치 구조로 형성된다. 제 1 절연 기판 이하에, 제 1 절연 기판(L3)을 살펴보면, 이는 바람직하게 PTFE로 형성된다. PTFE 막은 양쪽 면(4, 5) 상에서 금속화 되며, 이는 마이크로스트립 회로(급전 라인, 결합기, 활성 소자, 등)를 바닥 측면 상에 식각하는 데 사용된다. 상단에서, 금속화는 제 1 전기적 접지 평면(4)을 형성한다. 여기서, 하나 이상의(바람직하게는 두 개) 작은 원(10, 하나만 도시됨)이 식각되어 수직 금속 핀(11)을 통과하도록 한다. 다른 급전 라인(12)은 제 1 절연 기판의 중간 에폭시 막(L22)에 식각된다. 수직 금속 핀(11)은 PTFE 막으로 구성된 금속화된 바닥 측면의 급전 라인(6)과 제 1 절연 기판 내에 포함된 급전 라인 사이에 연결된다. 따라서, 신호가 전기자기적으로 상부 급전 라인(12)과 고리형 패치 복사 소자(2) 사이에 연결된다(전기적 콘택트는 없음).

마지막으로 하부 측면 금속화(5) 조건에서, 거품이나 공기 막(L4)이 제 2 전도성 접지 평면(8)을 따라 제공된다. 제 2 전도성 접지 평면(8)은 후방 보호 플레이트(back shielding plate)의 역할을 한다. 이러한 거품 막(L4)의 두께 및 지름이 감소되며, 결과적으로 안테나의 전체 크기도 감소한다. 안테나 효율은 크기 감소에 따라 조금 감소한다. 그러나, 이러한 손실은 전기 자기적으로 연결된 급전 방법이 슬롯 연결된 급전 방법보다 더 효율적이라는 점에서 부분적으로 보상된다. 종래 기술(미국 특허 출원 US 2003/0210193)에 사용되는 금속 공급 포스트와 대조적으로, 이 포스트는 훨신 더 짧으며 안테나의 복사 패턴에 영향을 미치지 않는다.

이하에서, 상술한 제 3 실시예의 바람지한 예시에 따라 서로 다른 막(L1, L21-L23, L3-L4)의 크기를 가지는 어레이가 제공된다. 또한, 서로 다른 막에 대하 여, 유전율이라 불리는 절연 상수(Dc)가 제공된다.

막	물질	두께(mm)	Dc
L1	에폭시(선택적인 막)	0.5	4.4
L21	플라스틱 또는 플라스틱+에폭시	0.8-5	2.3
L22	에폭시+거품 또는 에폭시	0.1과 2-3 사이	4.4
L23	플라스틱	0.8-5	2.3
L3	PTFE	0.5	3
L4	거품(또는 공기)	1-5	1.05

전기자기적 연결이 슬롯 연결보다 안테나의 지지구조물(예, 자동차 상부)에 덜 영향을 받는다. 따라서 막의 높이(L4)가 추가로 감소할 수 있다.

도 7은 본 발명의 이전 실시예 중 어느 하나에 따라 제 1 다중 시스템 안테나 어셈블리의 일부를 나타내는 상면도이다. 이러한 다중 시스템 안테나에서, 적어도 두 개의 애플리케이션(둘 이상인 것이 바람직함)에 대한 안테나가 제공된다. 이전에 설명한 단일 응용 안테나 구조와 거의 크기가 동일한 다중 시스템 안테나의 전체 크기가 관심 대상이 되는 특성이다. 따라서, 이는 더 많은 기능성과 이하를 구현할 공간을 필요로 하는 이동 통신 시스템에 매우 적합하다.

나타낸 실시예에서, 다중 시스템은 슬롯(27)을 거쳐 급전 라인(26)에 슬롯 연결되거나 전기자기적 연결된(도 7에 도시되지 않음) 고리형 패치 복사 소자(22)를 포함한다. 제 2 차 공진 모드에 사용될 때, 이러한 제 1 안테나 구조는 낮은 고도 각의 위성 이동 애플리케이션에 매우 유용하고 효과적인 원뿔 형 복사 패턴을 가진다. 135도의 각으로 각을 이루며 이동된 두 개의 슬롯(27)을 사용하는 것은 월드스페이스(WorldSapce)와 같은 위성 이동 애플리케이션에 사용되는 우측 및 좌측 원형 편파(Right and Left Hand Circular Polarisations) 모두를 효과적으로 수신 하도록 한다.

이러한 제 1 안테나 구조에 더하여, 다중 시스템 안테나 어셈블리(21)는 다른 애플리케이션로부터 발생된 신호들, 결국에는, 제 1 바람직한 애플리케이션의 리피터(repeater)로부터 발생되는 신호들을 수신하기 위해 제 2 안테나 구조를 포함한다.

예를 들어, 제 2 안테나 구조는 디스크 패치 복사 소자(33)를 포함한다. 이는 동일한 축을 가지도록 배치되는데, 즉, 고리형 패치의 내부 반지름 내에 배치되며, 중심 축(D)에 수직인 평면에서 고리형 패치(22)에 대해 동일 평면에 위치한다. 또한 고리형 패치의 동일 기판 구조상에 설계되는 것이 바람직하다. 이러한 원형 패치 복사 소자(33)는 기본 모드에서 공진한다.

(이전에 기술된 바와 같이) 제 1 안테나의 마이크로스트립 회로(34)를 획득하기 위해 PTFE 막의 양쪽 금속화 면을 식각하는 프로세스와 동시에, 제 2 안테나 마크로스트립 회로(35)가 PTFE 막의 바닥 측면 금속화 부분 상에 식각된다. 개구부(예, 슬롯(36))은 디스크 패치 복사 소자(33)에 접한 상부 측면 금속화 부분 상에 식각된다. 따라서, 원형 패치 복사 소자(33)가 접지 평면에서 슬롯(36, 37)을 통해 전기를 공급받으며(급전됨), 원형으로 이중 극성을 가지게 되어 RHCP(Right Hand Circular Polarisation)과 LHCP(Left Hand Circular Polarisation) 모두에서 동작한다. RHCP는 GPS(Global Positioning System)과 미래형 갈릴레오 시스템과 같은 네비게이션 시스템에서 사용되며, LHCP는 THURAYA와 같은 쌍방향 이동 통신 시스템에서 사용된다.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 제 2 다중 시스템 안테나 어셈블리의 단면도를 나타내는 상면도이다. 제 2 다중 시스템 안테나 어셈블리(41)에서, 도 1A 및 1B에 관하여 설명한 제 1 안테나 패치 복사 소자(42)에 더하여, 하나 이상의 다른 안테나가 추가로 제공된다. 소형화된 GPS 안테나(44)가 제 1 링 모양 절연 기판(45) 내부의 간극(void space)에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 제 3 안테나(이를 테면 FM 안테나, 46)가 안테나 어셈블리(41) 주위를 감싼다. 이러한 솔루션의 이점은 GPS 및 FM 안테나 모두를 매우 낮은 가격으로 이용할 수 있으며, 제 1 실시예에 관하여 기술한 마이크로스트립 패치 안테나 상에 쉽게 장착할 수 있다는 것이다.

도 9A-9B는 제 1 다중 시스템 안테나 어셈블리와 마찬가지로 제 1 실시예에 따른 안테나 어셈블리의 제 1 절연 기판에 대한 두 개의 가능한 모양을 나타낸다. 절연막(L2)가 고리형 패치 복사 소자(2)와 전기전도성 접지 평면(4) 사이에 배치된다. 이때, 개구부는 도시되지 않는다.

도 9A에서, 절연막(L2)은 전체적으로 실린더 모양으로 실린더 주변에 배치된 하나 이상의 고리형 리세스(recess)를 포함한다.

도 9B에서, 절연막(L2)은 절두원추(frustoconical) 모양이며, 큰 베이스가 고리형 패치(2)의 측면 상에 배치되고, 작은 베이스가 접지 평면(4)의 측면 상에 배치된다.

두 개의 솔루션은 고리형 패치와 접지 평면 사이에 배치된 절연막의 절연 상수를 조절가능하게 한다.

도 10A-10C는 슬롯의 다른 가능한 형태를 나타내는 도면이다. 급전 라인과 고리형 패치 사이의 최적화된 슬롯 연결을 얻기 위해서는, 슬롯에 의해 덮인 전체 표면이 완전히 고리형 패치를 향하는 것이 중요하다.

그러나, 긴 슬롯이 마이크로스트립 라인으로부터의 에너지를 패치 복사 소자에 연결하는 데 필요하기 때문에, 표준 직사각 슬롯에 대해 필요한 크기가 고리형 패치의 폭에 대해 너무 크며, 그 결과로 여자된(excited) 포트들 사이의 커플링 레벨을 증가시킨다. 따라서, 원형 편파의 질을 떨어뜨린다. 이러한 문제를 피하기 위해, 접힌 암(arm)을 가지는 일부 특별한 슬롯이 설계되었다. 고리형 패치 복사 소자 쪽으로 완전히 향하도록 각 슬롯이 접힌다.

이를 위해, 도 10A는 눕힌 H 모양의 슬롯에 대한 제 1 예시를 나타낸다. 도 10B는 C 모양의 슬롯에 대한 제 2 예시를 나타낸다. 도 10C는 대칭된 T 모양을 가지는 슬롯에 대한 제 3 예시를 나타낸다.

마지막으로, 동일한 공진 모드에 대해, 고리형 패치가 원형 패치에 관한 안테나보다 작게 설계되도록 할 수 있다. 실제로, 높은 차순(order) 모드의 원형 안테나에서, 패치의 중심부분 하부의 필드 밀도가 매우 낮다. 이러한 이유로, 안테나의 이 부분을 잘라내어 안테나 성능에 영향을 미치지 않도록 하면서 링을 얻을 수 있다. 잘라낸 부분은 다른 애플리케이션애플리케이션될 수 있다. 반면, 안테나의 전기적 길이가 되면 이에 따라 안테나의 공진 주파수가 감소한다.

마지막으로, 상술한 본 발명의 실시예들은 단지 예시와 설명을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 설명된 형태로 한정하려는 것이 아니다. 따라서, 다양한 변화 및 변경을 할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게 자명하다. 또한, 이 명세서의 상세한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

Claims (24)

1. 위성 이동 통신용 마이크로스트립 안테나(1)에 있어서, 상기 마이크로스트립 안테나는:

   하나 이상의 개구부(7;10)를 가지는 제 1 전기 전도성 접지 평면(4)과;

   하나 이상의 패치 복사 소자(2)와;

   상기 제 1 전기 전도성 접지 평면과 패치 복사 소자 사이에, 보다 구체적으로는 상기 하나 이상의 개구부와 상기 패치 복사 소자 사이에 배치된 하나 이상의 제 1 절연막(L2; L21-L22; L21-L23; L21-L25)와;

   비접촉 방식으로 상기 패치 복사 소자로부터 상기 개구부를 통해 신호 에너지를 공급하는 하나 이상의 급전 라인(6)과; 그리고

   상기 급전 라인과 상기 제 1 전기 전도성 접지 평면 사이에 배치된 제 2 절연막(L3)을 포함하되,

   상기 안테나는 제 2 접지 평면(8)과, 상기 제 2 접지 평면 및 상기 급전 라인 사이에 배치된 제 3 절연막(L4)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 하나 이상의 개구부(7)는 슬롯 모양이고, 적어도 부분적으로 고리형 패치 복사 소자를 향하며,

   상기 하나 이상의 급전 라인이 상기 고리형 패치 복사 소자에 슬롯 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제 1 전기전도성 접지 평면은, 좌측 및 우측 원형 편파를 모두 수신하도록 각을 이루게 이동된 두 개의 슬롯(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 슬롯은 135도로 각을 이루게 이동되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
5. 제 2 항 내지 제 4 항에 있어서,

   상기 각각의 슬롯은 상기 고리형 패치 복사 소자를 완전히 향하도록 접히며, 상기 슬롯은 눕힌 H와, C와, 대칭되는 T 모양 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 안테나는 실린더 형이며, 복사 소자의 외부 반지름(R2)이 파장의 4분의 1보다 큰 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 절연막은 내부 간극 영역(3)을 정의하는 기하학적 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
8. 제 1항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 하나 이상의 제 1 절연막은 하나 이상의 플라스틱 막으로 만들어지며, 상기 제 2 절연막은 PTFE로 만들어지는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
9. 제 1항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

   에폭시로 이루어진 얇은 막(L1)이 상기 제 1 절연막과 상기 패치 복사 소자 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
10. 제 1 항 내지 제 6 항, 제 8 항 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 절연막은 절두원추(frustoconical) 모양이며, 작은 베이스와 큰 베이스를 포함하고, 상기 큰 베이스는 상기 패치 복사 소자 상에 배치되며, 상기 작은 베이스는 상기 제 1 전기전도성 접지 평면의 일 측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
11. 제 1 항 내지 제 6 항, 제 8 항, 및 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 절연막은 실린더 주변에 배치된 하나 이상의 고리형 리세스를 가지는 실린더 모양인 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
12. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    둘 이상의 절연막(L21-L22; L21-L23; L21-L25)이 상기 제 1 전기전도성 접지 평면과 상기 패치 복사 소자 사이에 배치되며, 하나 이상의 플라스틱 막(L21)과 하나의 거품 막(L22)을 포함하되,

    이러한 셋 이상의 막의 절연 상수는 1보다 크고 2보다 작으며, 구체적으로는 1.7과 1.9 사이를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 세 개의 절연막(L21-L23)은 상기 제 1 전기전도성 접지 평면과 상기 패치 복사 소자 사이에 배치되며, 플라스틱 또는 에폭시로 이루어진 두 개의 막(L21, L23)과 상기 플라스틱이나 에폭시 막 사이 삽입된 하나의 거품 막(L22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
14. 제 12 항에 있어서,

    다섯 개의 절연막(L21-L25)이 상기 제 1 전기전도성 접지 평면과 상기 패치 복사 소자 사이에 배치되며, 세 개의 플라스틱 막(L21, L23, L25)과 상기 플라스틱 막 사이에 삽입된 두 개의 거품 막(L22, L24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 세 개의 절연막(L21-L23)은 상기 제 1 전기전도성 접지 평면과 상기 패치 복사 소자 사이에 배치되고, 두 개의 플라스틱 막(L21, L23)과 상기 플라스틱 막 사이에 삽입된 하나의 에폭시 막(L22)을 포함하며,

    제 2 급전 라인(12)이 상기 에폭시 막(L22)내에 식각되고 고리 모양의 상기 패치 복사 소자를 향하며, 상기 전기전도성 접지 평면의 상기 개구부(10)를 통과하는 금속 핀(11)을 거쳐 두 개의 급전 라인이 연결되고, 그리고 상기 제 2 급전 라인이 상기 고리형 패치 복사 소자에 전기자기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
16. 제 15 항에 있어서,

    거품 막이 상기 에폭시 막과 고리형 패치 복사 소자에 인접한 플라스틱 막 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
17. 제 16 항에 있어서,

    얇은 에폭시 막(L1)이 상기 패치 복사 소자와 이에 인접하는 플라스틱 막 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
18. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 전기전도성 접지 평면은 두 개의 개구부를 가지며, 개구부로부터 두 개의 금속 핀이 상기 전기전도성 접지 평면과 상기 제 3 절연막 사이에 배치된 제 1 및 제 2 급전 라인을 각각 제 2 및 제 4 급전 라인에 연결하되, 상기 제 2 및 제 4 급전 라인은 상기 제 1 에폭시 막 상에 식각되고, 135도로 각을 이루며 이동되는 것을 특징으로 하는 마이크로스트립 안테나.
19. 하나 이상의 제 1 개구부(27)와 제 2 개구부(36, 37)를 가지는 제 1 전기전도성 접지 평면과;

    고리형 패치 복사 소자(22)와 동심형으로 배치되며, 상기 고리형 패치 복사 소자에 대해 동일 평면에 위치한 및 원형 패치 복사 소자(33)와;

    상기 전기 전도성 접지 평면과 상기 고리형 및 원형 패치 소자 사이에, 구체적으로 상기 제 1 및 제 2 개구부와 상기 고리형 및 원형 패치 복사 소자 사이에 배치되는 하나 이상의 제 1 절연막과;

    비접촉 방식으로 상기 고리형 및 원형 패치 복사 소자에 그리고 이로부터 전기 에너지를 각각 상기 제 1 및 제 2 개구부를 통해 공급하기 위한 제 1 급전 라인(26)과 제 2 급전 라인(38)과; 그리고

    상기 제 1 및 제 2 급전 라인 사이에 그리고 상기 전기전도성 접지 평면에 배치되는 제 2 절연막

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신용 다중 시스템 안테나(21).
20. 제 19 항에 있어서,

    제 2 접지 평면과 상기 제 2 접지 평면과 상기 급전 라인 사이에 배치된 제 3 절연막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신용 다중 시스템 안테나(21).
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

    두 개의 제 1 개구부(26)가 각을 이루도록 이동되어 상기 고리형 패치 복사 소자를 가지는 제 1 애플리케이션의 좌측 및 우측 원형 편파를 모두 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 통신용 다중 시스템 안테나(21).
22. 제 21 항에 있어서,

    두 개의 개구부(36, 37)가 각을 이루도록 이동되어 상기 고리형 패치 복사 소자를 가지는 제 2 애플리케이션 및 제 3 애플리케이션 각각의 좌측 및 우측 원형 편파를 모두 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 통신용 다중 시스템 안테나(21).
23. 제 7 항에 따른 마이크로스트립 패치 안테나를 포함하는 다중 시스템 안테나로서, 상기 마이크로스트립 패치 안테나의 내부 간극 영역에 배치되는 다른 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 시스템 안테나.
24. 제 23 항에 있어서,

    상기 마이크로스트립 패치 안테나 주위를 둘러싸는 연성 기판에 의해 형성된 제 3 안테나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 시스템 안테나.

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